超长定向钻注装备关键技术分析及发展趋势

定向钻技术起源于石油钻井工业,经多年发展已拓展至隧道工程地质勘察及灾害处置、煤矿底板含水层改造、蓄能电站抽水通道施工、市政管道铺设等多个领域。地面注浆技术结合定向钻长距离精准穿越的优势,可实现地下工程不良地质高效预加固与灾害安全处置,具有广阔的应用前景。系统综述了定向钻注装备技术的发展历程、研究现状和待突破关键技术。首先,介绍了定向钻与地面注浆技术的发展历程;其次从重大科研项目、学术论文、授权专利以及工程实践等方面进行了分析与总结。结果表明：我国现阶段定向钻注技术总体已达到自主化、实用化的国际先进水平,但在千米级长距离快速钻进、复杂地质条件精准导向、地下工程精准注浆处置等核心技术方面仍存在“卡脖子”难题。面向战略性重大工程建设需求,提出了超长距离定向钻注一体化装备“预报、钻进、注浆、检测”四大功能模块,围绕随钻感知预报、快速钻进与卡钻预测、精准导向技术、远距离凝胶可控注浆材料、稳压控制分段注浆工艺、随钻检测系统六方面,开展了分析与讨论,可为我国定向钻注一体化装备技术发展和地下工程灾害防控提供参考。     

航空物探空间数据显示平台设计

为了解决多源数据显示及分析的问题,根据航空物探数据的空间特性,以GIS理论为基础,应用三层架构原理,利用C#语言,研发了航空物探空间数据显示平台。该平台拥有数据管理、符号化展示等性能,为航空物探资料的解释提供了更直观的信息。     

TK-1型压入活塞式取样器运动阻力计算及海上取样试验

在海上采用压入活塞取样器取砂、土样在国内尚属首次。经过对取样器进行科学的模拟计算,获得了取样器运动阻力和压入地层所需的压力,试验表明,这些数据符合海上取样的实际情况。所设计的密封装置、翻板取样器及PC取样管等满足了海上取样要求。     

国家地下水监测井建设关键问题研究

国家地下水监测工程建设由国土资源部和水利部联合立项申报,历经10余年的可行性研究和评估论证,最终由国家发展和改革委员会批准实施。项目财政投资20多亿元,覆盖全国31个省、区、市及新疆建设兵团,涵盖了全国7大流域和16个重要水文地质单元,共布设20401个地下水监测站点。项目的组织实施意义重大,事关地质环境、饮水安全和经济社会的可持续发展等民生问题。其中,钻探工程决定着国家地下水监测工程建设的质量、运行效果及使用寿命。本文针对项目“地域分布广、施工战线长、地质条件复杂”等特点,从组织管理、钻井结构设计、成井管材和钻进工艺选择等方面的关键问题进行了分析研究,并提出了具体建议。     

北京岩溶水资源勘查评价项目工程监理

以“北京市岩溶水资源勘查评价工程”项目工程监理为例,通过岩溶水勘查施工监理与建筑工程、市政及水利水电、石油钻井等项目监理工作进行对比分析,针对岩溶水勘查施工监理工作特点,结合以往监理经验,提出了岩溶水勘查施工项目监理与工程控制内容及注意事项,确保了北京岩溶水资源勘查评价项目钻探施工监理工作的顺利实施,为该类项目监理及工程控制提供思路和借鉴。     

导向钻进非开挖铺管施工扩回钻头的设计改进

针对导向钻进非开挖铺设地下管线施工中回扩钻头存在的口径大、包泥堵钻、进尺缓慢、切削齿不耐磨等问题,对钻头结构进行了研究,并从导向钻头、出水口、刮刀、切削齿等四个方面对钻头进行了改进。改进后的回扩孔钻头既有利于切入地层,具有导向和稳定作用,又具有切削阻力低、强度高、耐磨性好的优点,极大的提高了钻进效率。经多项工程检查,扩孔钻头平均单孔耐磨翼片磨损量为1.2～1.75mm,平均〈0.5mm/km。     

碎裂钻井技术及其在地热钻井中的应用前景分析

地热资源储量丰富,分布广泛,开发前景广阔。但是在现有地热钻井技术条件下进行地热开发的周期长、成本高,所以亟待钻井技术的突破使巨大的地热资源得到经济有效地开发。碎裂钻井技术是一种采用了新的钻井原理的钻井技术,其能够有效地解决常规钻井过程中经常遇到的诸如在坚硬地层中进尺慢等棘手问题,一旦得到商业化应用,将会对地热资源经济有效地开发产生革命性的影响。在分析常规钻井技术存在的问题的基础上,介绍了碎裂钻井技术的工作原理及碎岩机理,阐明了其优缺点,为该技术在地热钻井中的应用研究提供参考。     

关于水文地质水井钻探工程中新型自动解垢过滤器的分析研究

水文地质钻探、水井钻探是探矿工程的重要组成部分。随着水资源需求量的增加和生态环境保护要求的提高,水文地质和水井钻探工程显得更为重要。在其成井过程中,常见过滤器腐蚀结垢,直接影响井眼进水量和抽水效果,甚至导致过滤器和井眼报废。俄罗斯南方国立技术大学Третьяк А.Я.教授等人发明了自动解垢过滤器,解决了过滤器腐蚀结垢问题。     

体育场馆产业虚拟集群的构建

基于互联网技术在产业领域全面渗透的发展形势,部分学者提出“网络空间邻近性将取代地理空间邻近性”的论断,而另一部分研究结论坚持认为网络信息技术与平台是线下产业转型升级的“催化剂”,同时提出线下实体产业自身及其关联产业之间的地理要素对线上虚拟平台的构建与发展具有重要意义。据此,文章从地理空间的视角,试图阐释体育场馆虚拟集群构建的地理学研究基础和关注重点,分析体育场馆地理聚集效应无法形成的原因,总结归纳产业虚拟集群具有促进产业聚集形态、提高规模经济效益、建立分工协作关系、带动合作与竞争氛围、形成柔性化创新模式等作用,提出构建虚拟集群是未来体育场馆产业发展的重要形式之一。目前,中国体育场馆产业虚拟集群是横向各成员间合作与竞争的利益价值链,纵向是供需两端线上下产销价值链,共同构成了集群基本的结构体系;根据集群产业的主体规模、地理位置、产权属性和网络化程度等,场馆产业虚拟集群可分为单体型、连锁型、联盟型;而根据场馆产业集群的结构体系和功能特征,其发展过程需历经技术融合、产品改造、结构优化3个升级阶段。最终,建议通过正确认识场馆虚拟集群构建的地理性涵义,持续提升线下场馆服务的核心竞争力,发挥政府的政策支持和牵头结盟作用,建立场馆虚拟集群成员准入监督机制,为虚拟产业集群的创新发展提供理论与实践指导。     

高位定向钻孔在综放工作面上隅角瓦斯抽采中的应用

针对王家岭煤矿综放工作面瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯超限的问题,使用定向钻机及机具,利用定向钻进技术进行高位定向钻孔瓦斯抽放。在分析工作面回采过程中瓦斯运移规律的基础上,通过大量现场实践,得出适用于该矿区的高位定向钻孔轨迹布设参数,有效地解决了上隅角瓦斯超限问题,实现高瓦斯矿井工作面安全高效开采。